806.5. Описание установки
В работе используются фотографии треков различных электронов, полученных при помощи камеры Вильсона, которая находилась в магнитном поле в зоне измерения ускорителя элементарных частиц.
Внутри камеры находилась облучаемая мишень, из которой при взаимодействии с излучением вылетали заряженные частицы, треки которых и сфотографированы. Смещение некоторых треков от места рождения произошло потому, что камера Вильсона находилась в слабонеоднородном магнитном поле.
806.6. Порядок выполнения работы и обработка результатов измерений
Упражнение 1. Обработка фотографий треков различных электронов, полученных при помощи камеры Вильсона.
1. Перевести на чистый лист бумаги характерные треки частиц.
2. Выбрать участки треков с наибольшим, наименьшим и промежуточным радиусами кривизны. Определить эти радиусы.
3
. Необходимый
для расчетов радиус кривизны неполной
окружности находится следующим образом.
На перерисованном треке (рис.806.1) проведите
две хорды АВ и СД и из их середин
восстановите перпендикуляры. Пересечение
этих перпендикуляров будет центром
кривизны трека на рассматриваемом
участке. Расстояние от центра кривизны
до трека вдоль перпендикуляров и являются
радиусами кривизны. Если эти радиусы
окажутся различными, то в (806.2) вместо R
следует подставить их среднее
арифметическое значение
Rср
= (R1+R2)/2.
4. После того как по рисункам будут найдены радиусы кривизны треков, необходимо, используя длину масштабного отрезка, вычислить значение всех трех радиусов кривизны треков в камере Вильсона.
5. Задать значение индукции магнитного поля в соответствии с формулой
B = (0,25 + 0,05N) Тл,
где N номер бригады в журнале преподавателя.
6. Вычислить по формулам (806.2) (806.6) параметры движения электрона для всех трех случаев. Результаты расчетов занести в таблицу.
Упражнение 2. Выполнение лабораторной работы методом моделирования на ЭВМ типа IBM.
При моделировании на ЭВМ движения электрона в однородном магнитном поле получить на экране треки электрона, задав начальные параметры.
1. Угол влета
электрона (угол между
и
).
2. Значение индукции магнитного поля в соответствии с формулой
B = (0,25 + 0,05N) Тл,
где N номер бригады в журнале преподавателя.
3. Коэффициент К, задающий темп уменьшения скорости частицы, задает преподаватель.
4. Получить изображение траектории.
5. Определить радиус траектории полета электрона в трех разных точках (по оси Y).
Для выполнения этого задания необходимо сделать следующее. Нажмите F10, войдите в "Файл" и задайте параметры движения электрона, затем нажмите F4 и просмотрите траекторию полета электрона в камере Вильсона (трек). Выбор меню осуществляется клавишей Tab. Для визуализации траектории полета электрона следует нажать любую клавишу.
После фиксации изображения трека, клавишами перемещения курсора на рисунок траектории наводится перекрестие, при этом в правом нижнем квадрате высвечиваются координаты точки (в метрах), основываясь на которые необходимо записать значение радиуса трека для трех разных точек. На изображении траектории нанести точки, с которых сняты показания координат, и указать их номера. Используя значение радиуса, вычислить по формулам (806.2) (806.6) параметры движения электрона. Результаты расчетов занести в таблицу. Рекомендуемые параметры движения частицы и поля:
угол влета = 20о 60о; В = 0,2 0,6 Тл; К = 0,05 0,5.
Таблица
Радиус трека, м |
R1= |
R2= |
R3= |
Скорость, м/с |
|
|
|
Релятивистская масса, кг |
|
|
|
Полная энергия, Дж |
|
|
|
Кинетич. энергия, Дж |
|
|
|
Разность потенциалов, В |
|
|
|
m/m0 |
|
|
|
/c |
|
|
|